Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ГЕОХИМИЯ ИЗОТОПОВ СВИНЦА 10
1. Основы теории изотопии свинца 10
Классификация свинцов 10
Модели интерпретации обыкновенных рудных свинцов.. II
Аномальные свинод, их классификация, математическое и графическое представление 14
2. Применение изотопии свинца в геохимии и изотопной
геологии 22
Геохимические модели дифференциации Земли 22
Использование изотопии свинца в проблеме рудных местороздений 28
Изотопно-геохронологический метод 28
Изотопно-геохимические методы 30
Применение при прогнозе, поисках и оценке продуктивности оруденения 40
3. Проблемы теории изотопии свинца, перспективы ее
разработки 41
3.1. Влияние неопределенности используемых параметров
в уравнениях изотопного состава свинца 41
3.2. Обобщенное уравнение изотопного состава свинца
для многофазных систем 43
3.3. Учет интенсивности и длительности воздействия
физико-химических факторов 48
4. Основные проблемы и перспективы изотопии свинца при
изучении генезиса оруденения 56
Рамки применимости в комплексном изучении проблемы рудных месторождений 56
Метод сопоставления изотопного состава рудного
свинца и вещественного состава пород 58
4.3. Формационный метод кластерного анализа 61
ГЛАВА П. МЕТОДИКА ИЗОТОПНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 63
Химическая обработка проб для изотопного анализа...... 63
Техника изотопных измерений 64
Точность и воспроизводимость 66
ГЛАВА Ш. КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ, МАГМАТИЗМА
И МЕТАЛЛОГЕНИИ СКЛАДЧАТОГО ОБРАМЛЕНИЯ СИБИРСКОЙ
ПЛАТФОРМЫ, МОНГОЛО-ОХОТСКОГО ПОЯСА И ПРИМОРЬЯ 71
ГЛАВА ІУ. РЕЗУЛЬТАТЫ СВИНЦОВО-ИЗОТОПНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 83
Возрастная интерпретация 83
Геохимическая интерпретация свинцово-изотопных данных. 107 ГЛАВА У. ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ РУДНОГО СВИНЦА - ОДИН ИЗ ПРИЗНАКОВ
ВЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА И РУДНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
МАТЕРИНСКИХ ИНТРУЗИЙ ПО
1. Комплексирование данных свинцово-изотопных и
петрогеохимических исследований ПО
1.1. Связь изотопного состава рудных и породных
свинцов с летрохимическим составом пород ИЗ
Достоверность формационного кластерного анализа.... 126
Метод оценки химического состава исходного субстрата 130
Связь изотопного состава рудных и породных свинцов
с редко элементным составом пород 134
2. Изотопный состав рудного свинца, как возможный индика
тор металлогенической специализации материнских
интрузий 163
3. Изотопная зональность 166
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 175
ЛИТЕРАТУРА 177
Введение к работе
Актуальность, Среди других изотопных методов изотопия свинца наиболее традиционная. Она развивается около 50 лет и широко используется в изотопной геологии, в проблеме рудных месторождений, в других геохимических и геологических исследованиях. Теоретические и экспериментальные результаты 40-70-х годов обобщены в ряде монографии (Старик, 1961; Рассел, Фарку-ар, 1962; Соботович, 1970; Щуколюков и др., 1974 и др.). Имеется определенный кризис доверия к данному методу, как это было не раз относительно изотопии стабильных и радиогенных изотопов. Известные методыы изотопии свинца базируются преимущественно на самых изотопных данных и практически исчерпали себя в плане информативности. Настоятельны обобщение опыта, определение рамок применимости, основных проблем и места ее в геологических исследованиях, разработка теории и новых методов. Имеется необходимость в широких свинцово-изотопных исследованиях в пределах Сибири и Дальнего Востока для выявления закономерностей и причин дисперсии изотопного состава рудного свинца с целью прикладного применения в проблеме рудных месторождений.
Цель работы. Основная цель работы состоит в повышении информативности и практической отдачи изотопии свинца в проблеме генезиса рудных месторождений, в смежных областях геохимии и геологии. Это осуществлено на основе анализа теоретического и фактического материала, выработки своего подхода к теории и прикладному использованию, определения рамок применимости, основных проблем и места изотопии свинца в комплексном изучении рудных месторождений, разработки новых методов и их апробации в рудных районах Монголо-Охотского пояса и других регионов. Основные задачи состояли в решении следующих вопросов: I. Полу-
чеше экспериментальных данных об изотопном составе рудного свинца для складчатого обрамления Сибирской платформы, Монголо-Охотского пояса и Приморья; 2, Возрастная и геохимическая интерпретация данных свинцово-изотопных исследований, выявление причин дисперсии изотопного состава и изотопной зональности для оруденения исследуемого региона; 3. Изучение связи мевду изотопным составом рудного свинца и вещественным составом материнских интрузий и источников рудного вещества; 4. Апробация формационного кластерного анализа при изучении корреляций изотопного и вещественного составов; 5, Исследование пригодности изотопного состава рудного свинца в качестве признака петрохи-мического состава его источников и индикатора металлогеничес-кой специализации материнских интрузий и связанного с ними оруденения.
Фактический материал» Основные выводы работы базируются на 288 измерениях изотопного состава рудного и породного свинца, 150 данных химического и редкоэлементного и 1000 изотопного составов, заимствованных из литературы, Фактическим материалом служили: I. литературные источники по изотопии свинца и других элементов, материалы по геологии, геохимии и петрохимии; 2. Материалы, полученные в ходе полевых экспедиций и совместного сотрудничества с лабораториями Института земной коры и лабораторией эндогенного рудообразования Института геохимии им* А.П. Виноградова СО АН СССР, Дальневосточным геологическим институтом ДНЦ Ш СССР, Геологическим институтом БФ СО АН СССР; 3. Собственные результаты.
Научная новизна: I. Установлена связь изотопного состава рудного свинца с вещественным составом материнских интрузий, раскрыт характер изотопной зональности для эндогенного и метаморфогенного оруденения региона; 2. Доказана возможность прик-
ладного использования изотопного состава рудного свинца как дополнительного признака при прогнозе и поисках эндогенных месторождений в Забайкалье, связанных с палингенными гранитами и гранитоидами латитового ряда; 3. Предложен и апробирован метод оценки химического состава исходного субстрата - источника магматических пород и эндогенного оруденения; 4. Применен формационннй метод кластерного анализа изотопных и петрогеохи-мических данных, доказана его информативность при изучении генезиса рудных месторождений; 5. Осуществлена возрастная интерпретация рудогенеза исследуемого региона, доказан среднецроте-розойский возраст источников рудного вещества для большинства его месторождений; 6. Теоретически доказано и подтверждено изотопными данными, что уран-свинцовое отношение не может служить критерием мантийности-коровости источников рудного вещества.
Практическое значение. Предложенные метода комплексирова-ния и формационного анализа изотопных и петрогеохимических данных, оценки химического состава исходного субстрата, обнаружение влияния вещественного состава материнских интрузий и магматических образований на изотопный состав рудного свинца, доказательство связи мезо-кайнозойского и палеозойского рудогенеза Сибири и Приморья с источниками рудного вещества среднепроте-розойского возраста и общей связи периодов рудогенеза с циклами тектоно-магматической активности имеют теоретическое и прикладное значение для повышения информативности изотопии свинца в проблеме рудных месторождений. Рекомендуется использовать изотопный состав рудного свинца в качестве дополнительного признака при прогнозе и поисках эндогенных месторождений в Забайкалье, связанных с сиалической (палингенные граниты) и феми-ческой (шошонит-платитовая серия) ветвями магматизма, частично для идентификации их металлогенической специализации, Орудене-
вже Дарасуно-Апрелковского, Шахматинского и Усть-Карского рудных районов, ассоциируемое с амуджикано-сретенским и шахматин-ским комплексами, предложено связывать с шошонит-латитовой серией.
Защищаемые положения; I. Изотопный состав рудного свинца коррелирует с вещественным составом материнских интрузий; 2. Источником рудного вещества эндогенных месторождений сиали-ческого типа Забайкалья является диорит-метаморфический, для месторождений фемического типа - базальтовый слой земной коры (по Г.И.Менакеру, 1976), при определенном вкладе вещества вмещающих пород; 3. Изотопная зональность в исследованном регионе, наряду с другими факторами, связана с вещественным составом материнских интрузий (эндогенное оруденение) и метаморфическими преобразованиями источников рудного вещества (метамор-фогенное оруденение), как отражение состава, возраста и иных свойств земной коры в соответствующих структурно-фациальных зонах; 4. Возраст источников рудного вещества для большинства месторождений Сибири и Приморья по свинцово-изотопным данным является среднепротерозойским, при различном типе, генезисе и возрасте оруденения (мезо-кайнозой, палеозой); 5» Уран-свинцовое отношение не может служить критерием мантийности-коро-вости источников рудного вещества; возрастная, геохимическая и генетическая интерпретация изотопных данных достоверны при учете мвогофазности источников и влияния физико-химических факторов на процессы отторжения и смешения свинца.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались автором и обсуждались на краевой конференции 5 Сессии СШМ (Красноярск, 1977), 20 и 21 Сессиях Комиссии по определению абсолютного возраста АН СССР (Иркутск, 1978; Уфа, 1979), 8 Всесоюзном симпозиуме по стабильным изотопам в
геохимии (Москва, 1980) и 10 Всесоюзном семинаре "Геохимия магматических пород (Москва, 1984),
Объем и структура диссертации, диссертация состоит из пяти глав, введения и заключения, изложена на 203 страницах машинописного текста включая 12 таблиц и 26 рисунков. Список литературы содержит 257 наименований. В первой главе изложены основные вопросы геохимии изотопов свинца, ее проблемы, рамки применимости и перспективы, собственные результаты по теории и методам повышения информативности изотопии свинца в проблеме рудных месторождений. Во второй главе описана методика изотопных измерений и химической обработки проб для изотопного анализа. В третьей главе дается краткий очерк геологического развития, магматизма и металлогении районов Сибири и Приморья, в которых проводилось исследование. В четвертой главе изложены результаты свинцово-изотопных исследований, их возрастная и геохимическая интерпретация традиционными методами изотопии свинца. В пятой главе излагаются результаты изучения влияния вещественного состава пород на изотопный состав рудного свинца на примере магматизма и оруденения Забайкалья и других районов, показаны возможности формационного кластерного анализа в проблеме рудных месторождений и при изучении корреляций между изотопным и вещественным составами, изложена сущность и результаты метода оценки химического состава исходного субстрата, основные сведения об изотопной зональности в исследованных районах, показаны возможности изотопного состава как дополнительного признака вещественного состава материнских интрузий и возможного индикатора и металлогенической специализации при прогнозе и поисках оруденения. В заключении делаются основные выводы.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Института земной коры СО АН СССР по теме "Применение масс-спектрометрии к теоретическим и прикладным аспектам геохимии изотопов" (номер государственной регистрации 3.1.7.4.1 и 3.1.7.4.3) в Лаборатории изотопии и геохронологии.
Выбор объектов исследования проводился совместно с докторами геолого-минералогических наук Ю.В.Комаровым, И.Н.Говоровым, кандидатами геолого-минералогических наук Б.П.Саниным, Л.Д.Зориной, Н.В.Вилором. Все изотопные измерения выполнены автором. В разработке методики изотопных измерений свинца и химической обработки проб для изотопного анализа принимали участие Т.И.Колосницына, В.Н.Солодянкина, Т.В.Егорова, Н.В.Заруднеева. Основной вклад при отборе проб галенитов внесла М.Н.Ступина. Автор искренне благодарит И.Н.Говорова, В.Н.Ко-пылова, Г.С.Риппа, Ю.П.Трошина, С.И.Костровицкого и А.А.Конева за любезно предоставленные образцы минералов и пород.
Искреннюю признательность автор выражает С.Б.Брандту, Л.Д.Зориной, Э.В.Соботовичу, Л.В.Таусону за ценные замечания и предложения при оформлении и редактировании диссертации.
